專利名稱：多點同測數(shù)字接地電阻測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接地電阻測試儀，特別是一種多點同測數(shù)字接地電阻測試儀。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外數(shù)字接地電阻測試儀品種較多，但功能一致。在實際應(yīng)用中普遍存在 三個突出問題一是遇有地電磁場干擾時，抗干擾能力差、測試讀數(shù)不穩(wěn)定，且數(shù)據(jù)偏差很 大；二是無數(shù)據(jù)傳輸接口，不便于實現(xiàn)微機監(jiān)測和遠(yuǎn)端監(jiān)控；三是當(dāng)一個電器機房內(nèi)有多 組不同用途地線需要分別測試時(比如有安全地線、工作地線、防雷地線、邏輯地線等)，現(xiàn) 有接地電阻測試儀只能一個一個地分別去接線測試，這樣既麻煩，工作效率也低，更無法滿 足當(dāng)今自動檢測，遠(yuǎn)程監(jiān)控的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有接地電阻測試儀技術(shù)的不足，提供一種 抗地電磁場干擾能力強、測試讀數(shù)穩(wěn)定可靠、可對一個電器機房內(nèi)多組不同用途地線分別 進行自動測試的多點同測數(shù)字接地電阻測試儀。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種多點同測數(shù)字接地電阻 測試儀，其包括一開關(guān)電源，該開關(guān)電源包括第一輸出端和第二輸出端，該開關(guān)電源用于將市電 220V交流電轉(zhuǎn)化為測試儀所需的低壓直流電；一電阻測量基準(zhǔn)電源，其輸入端與開關(guān)電源的第二輸出端連接，其輸出端與地阻 信號放大器的基準(zhǔn)信號輸入端連接，從而為地阻信號放大器提供一基準(zhǔn)信號；—脈沖信號發(fā)生器，其具有多個脈沖信號輸出端，該些輸出端輸出頻率為550Hz 的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號；一電源逆變器，其輸入端與開關(guān)電源的第一輸出端連接，其觸發(fā)端與脈沖信號發(fā) 生器的一脈沖信號輸出端連接，其在脈沖信號發(fā)生器發(fā)出的頻率為550Hz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號 觸發(fā)下，將開關(guān)電源第一輸出端輸出的直流電調(diào)制轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率550Hz且電流恒定的包絡(luò)交 流信號，以提供測試所需的恒流源；一電子切換開關(guān)，其外接多個平常斷開的受試電極及一個電位電極和一個電流測 試電極，該電子切換開關(guān)的輸入端連接電源逆變器的輸出端，該電子切換開關(guān)還包括能對 受試電極和電位電極之間電壓進行采樣的電壓采樣單元，該電壓采樣單元輸出的采樣信號 經(jīng)電子切換開關(guān)的采樣電壓輸出端輸出，測試時，在控制單元控制下，電子切換開關(guān)在多個 受試電極之間切換，分別將不同受試電極接通，使多個地阻測試點交替接入回路中，實現(xiàn)對 多個不同地線的地阻值進行測試；一濾波單元，其包括RC濾波電路和鎖相環(huán)電路，該濾波單元的輸入端與電子切換 開關(guān)的采樣電壓輸出端連接；一地阻信號解調(diào)及A/D轉(zhuǎn)換器，其輸入端連接濾波單元的輸出端，將濾波后的模擬量采樣電壓信號解調(diào)轉(zhuǎn)化為脈動狀數(shù)字采樣電壓信號；一地阻信號放大器，其輸入端連接解調(diào)及A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端，將脈動狀數(shù)字采 樣電壓信號先進行放大，再進行校正核準(zhǔn)，然后輸送到控制單元；一控制單元，其輸入端連接地阻信號放大器的輸出端，其輸出端與電子切換開關(guān) 及顯示裝置連接，該控制單元輸出指令信號給電子切換開關(guān)，使電子切換開關(guān)在不同受試 電極之間切換，該控制單元還包括數(shù)字濾波裝置和能根據(jù)采樣電壓信號計算地阻的分析處 理裝置，從地阻信號放大器輸入控制單元的數(shù)字采樣電壓信號先經(jīng)數(shù)字濾波裝置進行數(shù)字 濾波，再經(jīng)分析處理裝置計算出地阻，并對該地阻進行存儲，并傳送給顯示裝置進行顯示。所述數(shù)字濾波裝置的濾波方法為在一個時段內(nèi)對所檢測到的采樣電壓信號幅度 進行分析處理，對瞬間出現(xiàn)的高幅度干擾脈沖或低幅度信號予以排除后再取平均值。所述分析處理裝置的計算地阻方法為先存儲所述電源逆變器輸出的電流值，再 將經(jīng)數(shù)字濾波裝置濾波的采樣電壓值除以電源逆變器輸出的電流值，即可得地阻值。所述控制單元上還設(shè)有數(shù)據(jù)通訊口。所述控制單元為電子計算機或單片機。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明的電子切換開關(guān)可在控制單元的 控制下在多個受試電極之間切換，使多個地阻測試點交替接入測試回路中，從而可實現(xiàn)對 多個不同地線的地阻值進行自動測試；另外，本發(fā)明采用了綜合性的抗干擾電路模式，其主 要為一是脈沖信號發(fā)生器選用的信號頻率為550HZ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離強干擾源工頻的基頻及二、 三次諧波，得以削弱強工頻干擾；二是采用了鎖相環(huán)同步跟蹤檢波技術(shù)，使發(fā)出的測試信號 與接收的回饋信號不產(chǎn)生頻偏，使其他干擾頻率信號無法竄入，得以削弱其它地氣雜波的 干擾；三是采用數(shù)字濾波裝置，即在一個時段內(nèi)對所檢測到的信號幅度進行分析處理，對瞬 間出現(xiàn)的高幅度干擾脈沖或低幅度信號予以排除后再取平均值，這樣即可大大削減外部瞬 間脈沖信號的干擾。由于采用了上述綜合性的抗干擾電路模式，本發(fā)明對于工頻、瞬間脈 沖、地氣雜波等強干擾信號具有很好的抑制作用，從而使得測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率大大提高。經(jīng)試 驗比較證實，在受干擾大的地方用機械表測試接地電阻，其接地電阻值為0. 6歐姆，而用目 前市面上的數(shù)字接地電阻測試表(含國產(chǎn)和進口表)測試時接地電阻值卻在0. 2-3.6歐姆 之間變化，當(dāng)使用本發(fā)明多點同測數(shù)字接地電阻測試儀時，接地電阻值則在0. 55-0. 65歐 姆之間變化，說明本發(fā)明抗干擾性能要優(yōu)于現(xiàn)有數(shù)字接地電阻測試表，其抗干擾度能達到 90%以上。


圖1為本發(fā)明一實施例的方框圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明一實施例包括一開關(guān)電源1，該開關(guān)電源1包括輸出電壓為士 15V的第一輸出端和輸出電壓為 士6V的第二輸出端，該開關(guān)電源1用于將市電220V交流電轉(zhuǎn)化為士 15V和士6V的低壓直 流電；一電阻測量基準(zhǔn)電源2，其輸入端與開關(guān)電源1的第二輸出端連接，其輸出端與地阻信號放大器3的基準(zhǔn)信號輸入端連接，其主要是產(chǎn)生一個士3V的基準(zhǔn)電源，給地阻信號 放大器3提供基準(zhǔn)信號。一脈沖信號發(fā)生器5，其具有多個脈沖信號輸出端，該些輸出端輸出頻率為550Hz 的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號；一電源逆變器4，其輸入端與開關(guān)電源1的第一輸出端連接，其觸發(fā)端與脈沖信號 發(fā)生器5的一個脈沖信號輸出端連接，其在脈沖信號發(fā)生器發(fā)出的頻率為550Hz的標(biāo)準(zhǔn)脈 沖信號觸發(fā)下，將開關(guān)電源1的第一輸出端輸出的士 15V直流電調(diào)制轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率550Hz且 電流恒定的包絡(luò)交流信號(在本實施方式中，該信號為29V/25mmA/550HZ包絡(luò)交流信號)， 以提供測試所需的恒流源；一電子切換開關(guān)6，可外接多個平常斷開的受試電極E及一個電位電極P和一個 電流測試電極C。該電子切換開關(guān)6的輸入端連接電源逆變器4的輸出端。該電子切換開 關(guān)6還包括能對受試電極E和電位電極P之間電壓進行采樣的電壓采樣單元，該電壓采樣 單元輸出的采樣信號經(jīng)電子切換開關(guān)6的采樣電壓輸出端輸出。測試時，在控制單元10控 制下，電子切換開關(guān)6能在多個受試電極E之間切換，分別將不同受試電極E接通，從而使 多個地阻測試點交替接入回路中，實現(xiàn)對多個不同地線的地阻值進行測試。一濾波單元7，其包括RC濾波電路和鎖相環(huán)電路，該濾波單元7的輸入端與電子切 換開關(guān)6的采樣電壓輸出端連接。此處的RC濾波電路和鎖相環(huán)電路采用的都是常規(guī)電路。 在RC濾波電路后再增設(shè)鎖相環(huán)電路，將經(jīng)過RC濾波電路后的測試信號源進行自動跟蹤并 鎖定在550Hz，進一步減小其它工頻對測試信號的干擾，從而提高測量精度?！刈栊盘柦庹{(diào)及A/D轉(zhuǎn)換器8，其輸入端連接濾波單元7的輸出端，將濾波后的 模擬量采樣電壓信號解調(diào)轉(zhuǎn)化為脈動狀數(shù)字采樣電壓信號。一地阻信號放大器3，其輸入端連接地阻信號解調(diào)及A/D轉(zhuǎn)換器8的輸出端，將輸 入的脈動狀數(shù)字采樣電壓信號先進行放大，再以0. 10 Ω/IOmV的標(biāo)準(zhǔn)進行校正核準(zhǔn)，然后 輸送到控制單元10識別處理。一控制單元10，其輸入端連接地阻信號放大器3的輸出端，其輸出端與電子切換 開關(guān)6及顯示裝置11連接，該控制單元10輸出指令信號給電子切換開關(guān)6，使電子切換開 關(guān)6在不同受試電極E之間切換。該控制單元10還包括一數(shù)字濾波裝置12和能根據(jù)輸入 的采樣電壓信號計算接地電阻的分析處理裝置13。從地阻信號放大器3輸入控制單元10 的地阻信號先經(jīng)數(shù)字濾波裝置12進行數(shù)字濾波，即在一個時段內(nèi)對所檢測到的信號幅度 進行分析處理，對瞬間出現(xiàn)的高幅度干擾脈沖或低幅度信號予以排除后再取平均值，這樣 即可大大削減外部瞬間脈沖信號的干擾，進一步提高測量精度；再經(jīng)分析處理裝置13計算 接地電阻，該接地電阻計算方法為先存儲電源逆變器4輸出的電流值，再將經(jīng)數(shù)字濾波裝 置12濾波后的采樣電壓值除以電源逆變器輸出的電流值，即可得接地電阻值。該控制單元 10為電子計算機或單片機。一顯示裝置11，該顯示裝置11與控制單元10連接，用于顯示控制單元10傳送來 的接地電阻值及相應(yīng)接地電阻值的測量時間。當(dāng)本發(fā)明工作時，首先控制單元10發(fā)出指令使電子切換開關(guān)6接通一受試電極Ε， 同時開關(guān)電源1將外部提供的220V交流電轉(zhuǎn)化為士 15V和士6V的低壓直流電，以提供本 發(fā)明所需直流工作電源。電阻測量基準(zhǔn)電源2連接開關(guān)電源1的第二輸出端輸出的士6V
6直流電并將其轉(zhuǎn)化為士3V的低壓直流電并提供給地阻信號放大器3做基準(zhǔn)信號。電源逆 變器4的輸入端連接開關(guān)電源1的第一輸出端輸出的士 15V低壓直流電，并在脈沖信號發(fā) 生器5發(fā)出的550H Z標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號觸發(fā)下，將士 15V的直流電逆變?yōu)?9V/25mmA/550HZ的 交流恒流源，經(jīng)電子切換開關(guān)6送到被測地網(wǎng)的受試電極E、電位電極P、電流測試電極C之 間，電子切換開關(guān)6中的電壓采樣單元對受試電極E和電位電極P之間電壓進行采樣，并將 該采樣信號經(jīng)電子切換開關(guān)6的采樣電壓輸出端輸出。該采樣信號經(jīng)濾波單元7、地阻信號 解調(diào)及A/D轉(zhuǎn)換器8及地阻信號放大器3送入控制單元10，在控制單元10中先對輸入的采 樣信號進行數(shù)字濾波，再對其進行分析處理，將得到的接地電阻值存儲并傳給顯示裝置11 顯示。該濾波單元7包括順序連接的RC濾波電路及鎖相環(huán)電路，該鎖相環(huán)電路同步跟蹤檢 波，使發(fā)出的測試信號與接收的回饋信號不產(chǎn)生頻偏，讓其他干擾頻率信號無法竄入，得以 削弱其他地氣雜波的干擾。該控制單元10上還設(shè)有數(shù)據(jù)通訊口，通過該數(shù)據(jù)通訊口可實現(xiàn) 與其他監(jiān)測系統(tǒng)的連接，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)測。
權(quán)利要求
一種多點同測數(shù)字接地電阻測試儀，其特征在于包括一開關(guān)電源，該開關(guān)電源包括第一輸出端和第二輸出端，該開關(guān)電源用于將市電220V交流電轉(zhuǎn)化為測試儀所需的低壓直流電；一電阻測量基準(zhǔn)電源，其輸入端與開關(guān)電源的第二輸出端連接，其輸出端與地阻信號放大器的基準(zhǔn)信號輸入端連接，從而為地阻信號放大器提供一基準(zhǔn)信號；一脈沖信號發(fā)生器，其具有多個脈沖信號輸出端，該些輸出端輸出頻率為550Hz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號；一電源逆變器，其輸入端與開關(guān)電源的第一輸出端連接，其觸發(fā)端與脈沖信號發(fā)生器的一脈沖信號輸出端連接，其在脈沖信號發(fā)生器發(fā)出的頻率為550Hz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號觸發(fā)下，將開關(guān)電源第一輸出端輸出的直流電調(diào)制轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率550Hz且電流恒定的包絡(luò)交流信號，以提供測試所需的恒流源；一電子切換開關(guān)，其外接多個平常斷開的受試電極及一個電位電極和一個電流測試電極，該電子切換開關(guān)的輸入端連接電源逆變器的輸出端，該電子切換開關(guān)還包括能對受試電極和電位電極之間電壓進行采樣的電壓采樣單元，該電壓采樣單元輸出的采樣信號經(jīng)電子切換開關(guān)的采樣電壓輸出端輸出，測試時，在控制單元控制下，電子切換開關(guān)在多個受試電極之間切換，分別將不同受試電極接通，使多個地阻測試點交替接入回路中，實現(xiàn)對多個不同地線的地阻值進行測試；一濾波單元，其包括RC濾波電路和鎖相環(huán)電路，該濾波單元的輸入端與電子切換開關(guān)的采樣電壓輸出端連接；一地阻信號解調(diào)及A/D轉(zhuǎn)換器，其輸入端連接濾波單元的輸出端，將濾波后的模擬量采樣電壓信號解調(diào)轉(zhuǎn)化為脈動狀數(shù)字采樣電壓信號；一地阻信號放大器，其輸入端連接解調(diào)及A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端，將脈動狀數(shù)字采樣電壓信號先進行放大，再進行校正核準(zhǔn)，然后輸送到控制單元；一控制單元，其輸入端連接地阻信號放大器的輸出端，其輸出端與電子切換開關(guān)及顯示裝置連接，該控制單元輸出指令信號給電子切換開關(guān)，使電子切換開關(guān)在不同受試電極之間切換，該控制單元還包括數(shù)字濾波裝置和能根據(jù)采樣電壓信號計算地阻的分析處理裝置，從地阻信號放大器輸入控制單元的數(shù)字采樣電壓信號先經(jīng)數(shù)字濾波裝置進行數(shù)字濾波，再經(jīng)分析處理裝置計算出接地電阻，并對該接地電阻進行存儲，并傳送給顯示裝置進行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點同測數(shù)字接地電阻測試儀，其特征在于，所述數(shù)字濾波 裝置的濾波方法為在一個時段內(nèi)對所檢測到的采樣電壓信號幅度進行分析處理，對瞬間 出現(xiàn)的高幅度干擾脈沖或低幅度信號予以排除后再取平均值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點同測數(shù)字接地電阻測試儀，其特征在于，所述分析處理 裝置的計算接地電阻的方法為先存儲所述電源逆變器輸出的電流值，再將經(jīng)數(shù)字濾波裝 置濾波的采樣電壓值除以電源逆變器輸出的電流值，即可得接地電阻值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點同測數(shù)字接地電阻測試儀，其特征在于，所述控制單元 上還設(shè)有數(shù)據(jù)通訊口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點同測數(shù)字接地電阻測試儀，其特征在于，所述控制單元 為電子計算機。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點同測數(shù)字接地電阻測試儀，其特征在于，所述控制單元 為單片機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多點同測數(shù)字接地電阻測試儀，其包括順序連接的開關(guān)電源、電阻測量基準(zhǔn)電源、脈沖信號發(fā)生器、電源逆變器、電子切換開關(guān)、濾波單元、地阻信號解調(diào)及A/D轉(zhuǎn)換器、地阻信號放大器及控制單元等，該電子切換開關(guān)能在多個受試電極之間切換并能對受試電極和電位電極之間的電壓進行采樣，從而可實現(xiàn)對同一個機房內(nèi)多組地線的自動測試；同時本發(fā)明采用了550HZ的基頻信號，且濾波時采用RC濾波電路和鎖相環(huán)電路及數(shù)字濾波裝置，從而能對工頻、瞬間脈沖、地氣雜波等強干擾信號具有很好的抑制作用，使得測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率大大提高，抗干擾率也大大提高。
文檔編號G01R27/20GK101930031SQ20091004375
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者羅望保 申請人:羅望保